现场总线课设报告

1、北京信息科技大学自动化学院课 程 设 计 报 告课程名称 现场总线 实验仪器 iCAN教学实验开发平台 专 业 班级/学号 学生姓名 成 绩 指导教师 一：课程设计要求1 掌握iCAN总线的原理2 掌握iCAN总线模块的功能及用法3 掌握iCAN总线组网技术4 掌握iCAN网络及模块的测试软件使用方法5 掌握 ZOPC 服务器的使用方法6 掌握ZOPC服务器与组态软件的互联方法7 了解组态软件操作iCAN模块的方法。8 实现MCGS与ICAN模块的综合应用。二：实践内容：1 了解iCAN实验台的布局及功能2 使用iCANtest软件测试模块功能3 使用ZOPC服务器测试模块功能4 运行MCGS

2、软件控制步进电机的运行5 MCGS软件的数据通路剖析三: 基础内容：1 简要说明 iCAN 各模块的功能。iCAN-2404功能模块提供继电器输出通道，模块具有4路具有自保持功能的继电器输出通道。为防止继电器切换引起的干扰，iCAN-2404模块的继电器输出通道与控制部分采用了光电隔离措施。 iCAN -4017 AI功能模块用于采集模拟量输入信号。iCAN -4017模块具有8路模拟量输入通道，内部具有信号调理电路，模拟量信号的分辨率为16位。iCAN-4050 DI/DO功能模块为数字量输入输出模块，用来检测外界状态，采集数字量输入信号，并可以输出数字量信号，控制开关。 iCAN-4050

3、模块具有8路开关量输入通道，8路开关量输出通道 。iCAN-4400 AO功能模块是提供电流或者电压输出信号。iCAN-4400模块具有4路模拟量输出通道，可输出15V电压或者420mA电流信号，模块的输出信号类型可以通过跳线器选择电压输出或者电流输出 。iCAN-5303热电阻输入模块采集热电阻输入信号，用于工业控制现场的温度信号测量。iCAN-5303模块具有3 路热电阻输入通道，3路数字量输出通道。iCAN-6202热电偶模块用于温度采集。iCAN-6202模块具有2路热电偶输入通道， iCAN-6202模块还提供2路数字量输出，这2路数字量输出既可用于指示模块工作状态也可由用户自行控制

4、。iCAN-7202计数器/测频模块用于外部脉冲计数或测频。iCAN-7202模块具有2路32位正脉冲计数器，可编程数字滤波器，有效滤出高频脉冲干扰；工作在测频模式时最大输入频率为100kHz，自由设定的测频时间使用户可以在测频速度与精度之间任意选择。 iCAN-7202模块支持隔离和非隔离输入，非隔离输入通道可编程设定门限电压，支持计数值定时循环传送及计数器溢出/频率值超限报警。iCAN-7202模块还提供的2路数字量输出，既可用于指示模块状态也可由用户自行控制。iCAN-7408计数器模块用于外部脉冲计数。iCAN-7408模块具有4路32位正脉冲计数器，计数脉冲最小宽度为50us，可自定

5、义有效脉冲宽度，有效滤出高频脉冲干扰。支持计数值定时循环传送及计数器溢出报警。 iCAN-7408模块还提供的8路数字量输出，其中4路可用于指示计数器溢出标志、4路由用户自行控制。2 iCAN模块是如何设置模块地址? 如何设定波特率的？他与ZOPC服务器是如何对应的？ 在使用iCAN 系列功能模块时，首先需要设置模块的CAN 波特率以及模块的MAC ID地址。模块的CAN 波特率和MAC ID是通过拨码开关SW1进行设定。拨码开关SW1 在模块内部，需要打开模块外壳以后才能够进行设定（iCAN 实验开发平台的MACID及波特率在出厂时候已经固定好，一般情况下，用户不需要修改）。 图2.1 CA

6、N 波特率和MAC ID 设定开关拨码开关的各位拨向“ON“位置时，该位为“0”，如果拨向“OFF”位置，则该位为“1”。拨码开关的16 位用于设定模块的MAC ID，第一位为最低位，第六位为最高位，模块的MAC ID 是各位对应的十进制值之和，通过拨码开关设定模块的MAC ID 的有效范围为063。拨码开关的78 位用于设定模块的波特率，第七位为低位，第八位为高位。波特率与开关设置对应值如下表所示：图2.2波特率开关设定周立功公司推出的ZOPC_Server 是一个OPC 服务器软件，目前2.50 版支持操作所有的ZLGCAN 系列接口卡、iCAN 系列功能模块和ZLGDeviceNet 系

7、列板卡及模块。只要在PC机上插上这些板卡中的任何一种或几种，再运行本服务器软件，在服务器软件中进行一些相关配置以后，就可以使用任何一种支持OPC 协议的客户端软件（比如组态软件：组态王KingView、昆仑通态MCGS、西门子WinCC、INTOUCH 等）来连接到此服务器，通过此服务器来跟CAN 网络、iCAN 网络或DeviceNet 网络进行数据的传输。3 设计一个方法测试7408 、4017模块的功能。（写出详细的设计思路、实现方法硬件设计、软件设置步骤），给出系统电气连线图（图纸格式应符合国家标准）。7408 测试连接示意图： 系统配置：模块搜索：启动CAN卡，模块上线： 模块上线，

8、观察输入端口，并可进行输出测试： 配置模块参数4017测试连接示意图： 系统配置： 模块搜索： 启动CAN卡，模块上线： 模块上线，观察输入信号的幅值：配置模块参数：4 OPC是什么意思？它怎样将数据传递给组态软件的？举例说明 周立功公司推出的ZOPC_Server 是一个OPC 服务器软件，目前2.50 版支持操作所有的ZLGCAN 系列接口卡、iCAN 系列功能模块和ZLGDeviceNet 系列板卡及模块。只要在PC机上插上这些板卡中的任何一种或几种，再运行本服务器软件，在服务器软件中进行一些相关配置以后，就可以使用任何一种支持OPC 协议的客户端软件（比如组态软件：组态王KingVie

9、w、昆仑通态MCGS、西门子WinCC、INTOUCH 等）来连接到此服务器，通过此服务器来跟CAN 网络、iCAN 网络或DeviceNet 网络进行数据的传输。 支持所有PC-CAN 接口卡，可以在通常应用的组态软件环境，比如组态王KingView、昆仑通态MCGS、三维力控或iFix、WinCC、Intouch 软件中，方便地开发CAN-bus 应用项目。 ZOPC_Server 主界面：1.添加新设备在使用ZOPC_Server 服务器时，需要在相应的“设备操作”中选择添加新的设备选项，比如在iCAN 教学实验平台上想使用ZOPC_Server 服务器则因选择的“设备操作”为iCAN，

10、点击添加新设备为USBCAN2，出现如图所示窗口。按表所示设置设备属性。2.添加从站添加地址为1 的iCAN4017 模块。点击图中的关闭按纽出现如下图所示窗口。点击“服务器操作启动服务器”，然后在iCAN 面板上点选USBCAN2_0 节点的子节点iCAN0，单击右键，在弹出菜单选择“上线”。如果设备连接无误，“iCAN0”节点的子节点，即该网络中的从站设备的图标会由变为。此时OPC 服务器的设置已经完成，OPC 的客户端可以从服务器中读写数据。如下图所示为服务器运行界面。5 MCGS软件如何将数据与ZOPC连接上的？ MCGS 组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序，同时也提供了O

11、PC 服务器的数据接口。通常情况下，在启动MCGS 组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。如果未被装载，可按照以下步骤将其选入：在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。点击工具条中的“工具箱”图标，打开“设备工具箱”。单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口：双击OPC 设备图标，即可将“OPC 设备”添加到右测选定设备列表中。选中选定设备列表中的“OPC 设备”，单击“确认”，“OPC 设备”即被添加到“设备工具箱”中。OPC 设备被装载完成后，可以在MCGS 软件环境中按以下步骤添加OPC 设备，并对其属性进行设置：双击“设备工具箱”中的“OPC 设备”，

12、OPC 设备被添加到设备组态窗口中。双击“设备0-OPC 设备”，进入OPC 设备属性设置窗口点击基本属性页中的“OPC 服务器”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮浏览计算机中可用的OPC 服务器。选中ZLGCAN OPC SERVER V2.10，单击“确认”，完成“OPC 服务器”设置。从“数据采集方式”选项的下拉列表中选择“0同步采集”。从“初始工作状态”选项的下拉列表中选择“1启动”。将最小采集周期改为100。点击通道连接标签，进入通道连接设置。选中序号1 对应数据对象输入框，输入“继电器输出通道0”。 6 设计一个界面将7408 、4017的数据传递给，并显示出来，给出系统电气连线

13、图（图纸格式应符合国家标准）。4017 7408四：综合题目3、使用4017 、4400等模块实现一个速度调节系统，要求外围使用电位器来控制电动机的转速。（难度：中等）1、系统连接继电器输出 模块2404 模拟量输出模块4400 模拟量输入模块 4017 2、设置ZOPC 服务器安装并运行ZOPC_Server 2.50 软件。单击菜单“设备操作iCAN添加新设备USBCAN2”，弹出“属性-USBCAN2”对话框。单击“添加设备”按钮，这时在“iCAN”面板上将会显示主站设备。在“iCAN”面板上单击选中“iCAN0”节点，然后单击菜单“设备操作iCAN添加新从站”，在弹出的“Slave 属

14、性”对话框中，添加iCAN2404 模块，地址为0x05，定时循环参数为100ms。点击“关闭”按钮，在ZOPC_Server 的iCAN 面板上将会出现下图所示的从设备及其输入输出数据项。按照上面规律，依次添加其他模块。点击“服务器操作启动服务器”，然后在iCAN 面板上点选USBCAN2_0 节点的子节点iCAN0，单击右键，在弹出菜单选择“上线”。如果设备连接无误，“iCAN0”节点的子节点，即该网络中的从站设备的图标会由变为。此时OPC 服务器的设置已经完成，OPC 的客户端可以从服务器中读写数据。3、建立MCGS 工程按如下步骤建立样例工程：鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果M

15、CGS 安装在D：盘根目录下，则会在D：MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工 程的顺序号，如：0、1、2 等)。选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。在文件名一栏内输入“工程名称”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。制作工程画面制作工程画面的步骤如下：在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。将窗口名称改为：主控窗口；窗口位置选中“在屏幕中间显示”，其它不变，单击“确认”。 在“用户窗口”中，选中“主控窗口”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选

16、项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。 选中“主控窗口”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。 4、组态下的界面图 5、定义数据对象6、动画连接双击4 路数字量输出显示框图，打开单元属性设置对话框，在对话框的动画连接标签页下列出了可用的连接。双击“搅拌器”图标，将数据对象连接改为：电机运转状态。7、设备连接 MCGS 组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序，同时也提供了OPC 服务器的数据接口。通常情况下，在启动MCGS 组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。如果未被装载，可按照以下步骤将其选入： 在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。点击工

17、具条中的“工具箱”图标，打开“设备工具箱”。单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口：双击OPC 设备图标，即可将“OPC 设备”添加到右测选定设备列表中。选中选定设备列表中的“OPC 设备”，单击“确认”，“OPC 设备”即被添加到“设备工具箱”中。OPC 设备被装载完成后，可以在MCGS 软件环境中按以下步骤添加OPC 设备，并对其属性进行设置：双击“设备工具箱”中的“OPC 设备”，OPC 设备被添加到设备组态窗口中。双击“设备0-OPC 设备”，进入OPC 设备属性设置窗口。点击基本属性页中的“OPC 服务器”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮浏览计算机中可用的OPC

18、 服务器。选中ZLGCAN OPC SERVER V2.10，单击“确认”，完成“OPC 服务器”设置。从“数据采集方式”选项的下拉列表中选择“0同步采集”。从“初始工作状态”选项的下拉列表中选择“1启动”。将最小采集周期改为100。点击通道连接标签，进入通道连接设置。8、编写控制流程If 继电器输出=1 THEN输出=输入Endif设计结果图：电机停止状态：电机运行状态：五、课程设计总结将近一周时间的课程设计结束了，设计通过了软件和硬件上的调试。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。本次课程设计我们使用的是iCAN 教学实验开发平台，涉及了CAN-bus 网络通信、iCAN 协议、

19、基本的输入、输出功能控制、PC 软件编程等技术内容；该实验开发平台涉及的范围广泛，融合不同技术，体现分布式网络控制的优越性。其中包括的实验设备有：USBCAN 接口卡，CAN-bus 分析仪，iCAN 模块，传感器，传动控制系统等；利用配套的iCAN 模块可以在此平台上实现开关量控制、LED 亮、灭控制、电机起、停控制、电机转速控制、电机转向控制、模拟量输入、输出控制及光电开关检测等实验。通过本次课程设计我了解iCAN实验台的布局及功能学会使用了iCANtest软件和ZOPC服务器测试模块功能；运行MCGS软件的一个实例，对步进电机的运行进行控制；对MCGS软件的数据通路进行剖析。最后，通过之前所学的知识和所做的实验总结的经验，自己设计并完成了一个比较综合的题目。在这次设计中我们遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速